[調(diào)研報告]我國渦輪增壓器產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢湖南天雁總經(jīng)理王一棣無償奉獻!

1、我國渦輪增壓器產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢文王一棣近幾年，由于中國巨大的汽車市場的迅速增長，匯合科技進步成果，將引領(lǐng)汽車行業(yè)新的大發(fā)展，在能源危機和環(huán)境保護壓力下，當代汽車發(fā)動機電子技術(shù)、渦輪增壓技術(shù)的迅猛發(fā)展與渦輪增壓器制造技術(shù)的發(fā)展互相作用，促進了渦輪增壓器行業(yè)的迅速發(fā)展。同時，隨著渦輪增壓器效率的提高和匹配技術(shù)的發(fā)展，渦輪增壓器技術(shù)在汽車行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。自1989年以來，我國增壓器的需求以每年30%的速度遞增。渦輪增壓器作為一種高效、節(jié)能、科技含量高的環(huán)保型產(chǎn)品，由于其具有改善汽車發(fā)動機尾氣排放污染、提高發(fā)動機的功率和重量比、提高發(fā)動機的扭矩特性、降低燃油消耗和發(fā)動機噪音等優(yōu)點，所以，增壓

2、發(fā)動機已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車和工程機械的標準配置。渦輪增壓器技術(shù)通過渦輪增壓器提高進氣密度，可以全面改善發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性以及排放指標等綜合性能，給發(fā)動機注入強勁動力，被譽為內(nèi)燃機發(fā)展史上的第二個里程碑。一、渦輪增壓器的歷史20世紀50年代初，渦輪增壓技術(shù)開始應(yīng)用于汽車。60年代起，國外開始在車用柴油機上大量采用渦輪增壓技術(shù)。60年代末到70年代，由于國外排放法規(guī)的實施，增壓技術(shù)從起初增加動力、降低油耗，發(fā)展成為解決排放的一個重要措施，從而進一步促進了增壓技術(shù)的發(fā)展。目前，歐洲和美國的重型卡車的增壓化基本達到100%；歐洲的柴油轎車的增壓化也已經(jīng)達到80%。我國從上世紀50年代末60年代初就開始

3、生產(chǎn)增壓器，軸流渦輪增壓器是始于1959年，由上海新中動力機廠研制成功，第一臺徑流渦輪增壓器的研制和生產(chǎn)是由上海求新造船廠1954年設(shè)計、1958年完成鑒定的。但由于種種原因，增壓技術(shù)、特別是車用增壓技術(shù)的應(yīng)用長期徘徊不前。直到上世紀80年代，缸徑大于95的多缸柴油機的增壓機型逐步出現(xiàn)，重點解決了動力性和經(jīng)濟性問題；發(fā)展到1999年，國家有關(guān)部門發(fā)布了汽車和發(fā)動機的排放法規(guī)并且限期達標以后，通過增壓技術(shù)全面改善柴油機的性能，終于走上了快車道。特別是最近幾年，無論是汽油機還是柴油機，無論是小轎車還是卡車、客車或工程機械，都廣泛地應(yīng)用著這個叫渦輪增壓器的關(guān)鍵零件。在西部高海拔地區(qū)，無論是汽車運輸還

4、是工程機械施工建設(shè)，發(fā)動機配備渦輪增壓器似乎已經(jīng)成為必須。二、我國渦輪增壓器行業(yè)的現(xiàn)狀1、國外情況目前，國外增壓器制造公司已形成幾個巨頭：honeywell、borgwarner、holset、ihi、三菱等。并呈現(xiàn)幾個特點：一是各公司年產(chǎn)量及發(fā)展生產(chǎn)潛力都很大：honeywell在2000年產(chǎn)440萬臺，2002年增至500萬臺，2003年總產(chǎn)量超過500萬臺，均占全球增壓器產(chǎn)量的48%-50%；德國3k-warner（即原kkk公司）80年代后期年產(chǎn)量為60萬臺，1997年生產(chǎn)100萬臺，1998年生產(chǎn)150萬臺，2003年約400萬臺（自稱）；holset、ihi、三菱三家公司2002年

5、均生產(chǎn)80萬臺以上的增壓器。二是各公司各自有技術(shù)特色的專利產(chǎn)品；honeywell和holset以結(jié)構(gòu)簡單、效率高、流量可調(diào)而領(lǐng)先；ihi以結(jié)構(gòu)尺寸小、不漏油著稱；kkk具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、可靠性好等特點。三是小型化更趨明顯，繼ihi推出d234mm，n270000r/min的產(chǎn)品之后，kkk以推出d231，n280000r/min-300000r/min的小型渦輪增壓器。四是各公司都十分重視可靠性；俄羅斯莫斯科洲渦輪增壓器（t5t）有限公司確保增壓器與柴油機同壽命，配件增壓器保修期為18個月。公司為汽油機增壓器配套用的壓氣機葉輪寧可放寬葉輪效率的要求，采用徑向葉片，用以確?？煽啃?。五是為適

6、應(yīng)歐后排放法規(guī)要求，采用gt且由氣動控制轉(zhuǎn)入電動控制，與高壓共軌電控系統(tǒng)（）結(jié)合起來。六是用電動機輔助的渦輪增壓器已出現(xiàn)。七是各大公司都采取了國際化戰(zhàn)略以適應(yīng)當今世界經(jīng)濟一體化大形勢。普遍性的在世界各地設(shè)立獨資或合資公司，并且，加大了資產(chǎn)重組與公司整合力度?，F(xiàn)在，世界上五大增壓器公司都在中國建立了獨資或合資生產(chǎn)、研發(fā)基地，如上海honeywell，無錫holset，一汽三佳石川島播磨，寧波borgwarner，上柴三菱。另外，臺灣的有關(guān)廠商及捷克的公司也在尋找合作伙伴或在中國銷售。2、國內(nèi)情況目前，國內(nèi)增壓器生產(chǎn)企業(yè)呈現(xiàn)幾個趨勢：一是在大陸，獨資、合資企業(yè)生產(chǎn)增壓器的外資企業(yè)正在增點增產(chǎn)。二是

7、生產(chǎn)增壓器的民族工業(yè)正在體制改革，發(fā)展規(guī)劃的順序正在重新排隊，2003年的產(chǎn)量順序大體為honeywell、holset、天雁、富源、康躍。三是一大批生產(chǎn)增壓器的民族工業(yè)集中在江蘇、遼寧、山東、浙江等地，可以用“雨后春筍”及“前赴后繼”八個字來描寫。有幾家投資達幾千萬甚至上億元，不惜成本購置先進設(shè)備，高薪聘請人才，來勢之猛不可低估。四是有發(fā)展前途的增壓器廠機械加工手段經(jīng)歷了普通車床、數(shù)控機床、加工中心、柔性生產(chǎn)線的過程；兩輪、三殼的毛坯加工工藝也有了很大的改進，不少零件已為外資增壓器廠采購。增壓器性能已接近國際水平。五是專業(yè)化生產(chǎn)勢頭越來越明顯，大而全的生產(chǎn)模式已不適應(yīng)，這有得于提高產(chǎn)品質(zhì)量，

8、有利于市場競爭。六是開發(fā)自主產(chǎn)品，提高匹配技術(shù)，注意產(chǎn)品可靠性已越來越被民族工業(yè)的決策集團所重視。三、國內(nèi)增壓器行業(yè)的優(yōu)劣勢比較和發(fā)展特點1、國內(nèi)車用增壓器行業(yè)優(yōu)劣勢比較國家環(huán)?？偩值炔块T公布了柴油車排放污染防治技術(shù)政策，提出我國柴油車在2004年前后要達到歐洲號標準，2008年達到歐洲號標準，2010年之后爭取與國際排放控制水平接軌。此外，部分地區(qū)和城市開始提前實施歐排放標準；2005年，重型柴油車要達到歐標準。隨著排放法規(guī)的貫徹和實施，內(nèi)燃機國內(nèi)市場競爭會更加激烈，從歐到歐、歐，已不是簡單法規(guī)定義，而是意味著內(nèi)燃機技術(shù)水平發(fā)展到一個新的層面，將會進一步加快國內(nèi)企業(yè)優(yōu)勝劣汰的過程。對于增壓器

9、行業(yè)來講，隨著增壓中冷等技術(shù)的推廣應(yīng)用，對于增壓器的材質(zhì)、加工工藝都要提出了更為嚴格的要求，無論是通過合資合作、技術(shù)引進還是自主開放模式，只有抓住機遇才能獲得發(fā)展壯大的機遇。目前，從產(chǎn)品質(zhì)量看，我國汽車增壓器的質(zhì)量有了質(zhì)的飛躍，對引進轎車發(fā)動機的配套能力進一步加強。同時國內(nèi)增壓器的出口業(yè)務(wù)也大幅增加。（1）國內(nèi)增壓器行業(yè)的比較劣勢1）規(guī)模上的劣勢2）研制開發(fā)能力上的差距3）生產(chǎn)供應(yīng)方式方面的差距4）配套關(guān)系上的差距在國外，汽車制造商與oem企業(yè)的關(guān)系完全是按市場經(jīng)濟的規(guī)律進行運作。這取決于兩者目標的一致性，即市場最大化和利潤最大化。在這種前提下，只要價格可以、技術(shù)標準達標、質(zhì)量可靠、服務(wù)到位，

10、兩者的合作即可成交。在我國則往往要受到隸屬關(guān)系、地區(qū)分割等因素的影響。導(dǎo)致各地區(qū)、各大集團都有自己的配套企業(yè)群，使國內(nèi)增壓器散亂差現(xiàn)象至今依然沒有太大的改變。在目前我國汽車整車企業(yè)和汽車零部件企業(yè)的這種組織模式下、跨地區(qū)、跨集團間的企業(yè)兼并、資產(chǎn)重組、上規(guī)模、上檔次，也必然成為一句空話。同時，由于這種規(guī)模和觀念上的巨大落差，必然造成國內(nèi)增壓器技術(shù)水平、產(chǎn)品成本、產(chǎn)品質(zhì)量以及服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等方面的差距進一步擴大。（2）國內(nèi)增壓器行業(yè)的比較優(yōu)勢1）既有市場的比較優(yōu)勢增壓器企業(yè)與發(fā)動機企業(yè)的配套關(guān)系基本穩(wěn)定，這是剛剛進入增壓器行業(yè)或外資企業(yè)所缺乏的，這也是目前的增壓器企業(yè)最大的優(yōu)勢。2）生產(chǎn)成本的比較優(yōu)勢

11、對于國內(nèi)增壓器生產(chǎn)企業(yè)而言，勞動力成本的比較優(yōu)勢是國外先進同行所難以具備的。就增壓器行業(yè)而言，勞動力成本只相當于歐美國家的1/10，優(yōu)勢明顯。3）服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的比較優(yōu)勢無論是在困難還是在順利的環(huán)境下，國內(nèi)增壓器企業(yè)無不下大力氣在市場中進行服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的布局設(shè)點，鞏固其即有市場。通過幾年或數(shù)十年的苦心經(jīng)營，逐漸形成了完善的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，這是企業(yè)打造品牌形象，鞏固市場的根本。如何優(yōu)化、整合現(xiàn)有資源，不斷延伸服務(wù)半徑，深化服務(wù)理念已經(jīng)成為國內(nèi)增壓器企業(yè)迫切需要解決的問題。2、國內(nèi)增壓器行業(yè)的發(fā)展特點迅速響應(yīng)新技術(shù)、新材料、新工藝、新發(fā)明，新產(chǎn)品開發(fā)周期越來越短；增壓器與發(fā)動機一起整體優(yōu)化、電控化，即所謂發(fā)動機渦

12、輪增壓系統(tǒng)，更加強調(diào)系統(tǒng)強調(diào)系統(tǒng)綜合效率或總效率；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，向小型化方向發(fā)展、且各公司產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨同化；增壓器制造更加專業(yè)化，加工數(shù)控化、生產(chǎn)自動化、設(shè)備柔性化；增壓器制造業(yè)經(jīng)濟生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，生產(chǎn)經(jīng)營國際化、全球一體化；世界增壓器制造業(yè)分布呈“三極”狀，即美國、日本與中國，德國與英國（歐洲）各成一極。四、渦輪增壓器的市場預(yù)測1、國內(nèi)市場預(yù)測汽車零部件面向兩大市場，一是主機配套市場，這個市場取決于主機的發(fā)展；二是社會汽車維修配件市場，取決于社會汽車保有量和零部件的壽命。主機配套市場，我國曾制定了“九五”、“十五”期間要求達到內(nèi)燃機增壓化比率，即：重型車發(fā)動機100%，中型車80%，輕型

13、車60%，微型車25%配套增壓器，轎車30%配套增壓器。隨著技術(shù)進步與發(fā)展，國際化進程加快與增壓器產(chǎn)量增加、成本降低、價格趨向合理，這又會大大促進轎車、微型車的增壓配套比例。所以這些增壓比率目標將加速實現(xiàn)，并加速達到國外目前的裝備水平，即柴油機100%增壓，汽車機增壓比率從現(xiàn)在的20%-30%加速上升。關(guān)于汽油機用增壓器，我國目前已有批量投放市場的引進（合資）車型汽油發(fā)動機轎車，如奧迪a6 1.8t、t1.8t、1.8t等，另外通用別克的增壓汽油機轎車也即將投放市場。預(yù)計到2010年我國汽油機用增壓器將會大批量的生產(chǎn)。關(guān)于柴油機轎車，由于柴油機環(huán)保性能優(yōu)于汽油機，即排放污染較少，耗油也少，目前

14、在歐洲柴油機轎車的比例已將近50%，預(yù)計在2010年我國會有大量的柴油轎車比例，約50%以上，目前上海大眾、一汽大眾等合資企業(yè)正積極準備生產(chǎn)的增壓柴油轎車。另外，對于中國這個世界上最后一塊大市場，各先進國家都針對中國國情，設(shè)計開發(fā)了適合中國人消費的普及型轎車，如德國大眾汽車公司開發(fā)的路波3升（百公里油耗）增壓柴油轎車就極具先進性與競爭力。根據(jù)汽車工業(yè)“九五”、“十五”發(fā)展綱要規(guī)劃，各種汽車車型總量到2010年600萬輛，其中轎車為400萬輛，輕型客車、貨車約為80萬輛，中型客車、貨車約為60萬輛；大型客車，貨車約為40萬輛；重型貨車約為20萬輛。按照上述“九五”、“十五”增壓比率，可得出到20

15、10年為主機配套增壓器需求量為240萬臺，其中轎車用增壓器120萬臺。社會維修配件市場，根據(jù)2010年汽車保有量5000萬輛（按照裝有增壓器的汽車平均按30%的保守估計），增壓器壽命5000小時（約運行50-60萬公里）每年行駛里程按8萬公里，得出2010年，社會維修配件增壓器的需求量為20萬-240萬臺，按平均數(shù)220萬臺計算。按照上述分析，到2010年，我國渦輪增壓器的總需求量為460萬臺以上。實際上，2003年我國汽車產(chǎn)量已突破400萬輛大關(guān)，達到440萬輛，按現(xiàn)在的發(fā)展速度，2010年的增壓器需求目標將提前實現(xiàn)，因為：目前中國的載貨卡車產(chǎn)品在國際上有一定的競爭力，隨著世界制造中心向中國

16、轉(zhuǎn)移的步伐加快，卡車產(chǎn)量的增長將會加速，而卡車的增壓率為100%；目前我國已到了小汽車進入家庭的經(jīng)濟發(fā)展階段，轎車的需求量大幅度增長，按照國家的產(chǎn)業(yè)政策，以及保護民族工業(yè)和國家戰(zhàn)略利益的需要，轎車要國產(chǎn)化或本土化，這就要求汽車廠加快采用本土增壓器的速度；目前我國的客車檔次較低，與國際水平相比差距很大，尤其隨著高速公路的大規(guī)模建設(shè)，更增加了對高水平客車、甚至豪華客車的要求，這就必然促進客車產(chǎn)量的大幅度增長，這些客車必須采用增壓發(fā)動機。2、國際市場預(yù)測2003年全世界汽車總產(chǎn)量約為5500-5600萬輛，當年全世界增壓器總產(chǎn)量約為1200多萬臺，即增壓率約20%多（北美、日本的汽油機轎車較多，但增

17、壓比率較低，總產(chǎn)量較大使得總的增壓率較低）。預(yù)計到2010年全球汽車總產(chǎn)量將超過6000萬輛，按40%的增壓率（隨著技術(shù)發(fā)展與環(huán)保要求目漸嚴格，增壓率必將不斷提高）計算，增壓器需求總量約為2400萬臺。最近，美國通用汽車公司總裁說，到2013年中國的汽車總需求量將達到1700萬輛（現(xiàn)在美國市場規(guī)模），即使我們按他預(yù)測的50%計算，也超過前面述及的國家有關(guān)部門預(yù)計600萬輛（2010年）的水平。另外，國際權(quán)威的汽車咨詢公司預(yù)測中國2010年的汽車總產(chǎn)量在1000萬輛以上；據(jù)中國經(jīng)濟時報2003年9月12日，曹健海中國汽車需求將持續(xù)高速增長預(yù)測，2010年我國汽車保有總量為6650-8431萬輛，

18、其中轎車：2894-3969萬輛；2003年-2010年新增汽車需求總量為8825萬輛（這意味著2003年-2010年的8年中平均每年汽車需求量達1000萬輛），其中轎車為2999-4270萬輛；福特公司也預(yù)測中國2010年的汽車總產(chǎn)量在700萬輛以上。同時，目前的中國已成為世界經(jīng)濟發(fā)展的最重要亮點，“世界制造中心”已經(jīng)不可避免地向我們走來。因此，總的來說，上面對國際市場的分析、預(yù)測是比較保守的。據(jù)honeywell公司預(yù)計，2010年全球增壓器總產(chǎn)量將達到4800萬臺（轎車商用車）。五、我國渦輪增壓器的未來發(fā)展方向據(jù)國內(nèi)外的汽車排放法規(guī)執(zhí)行情況，達歐標準，一般采用渦輪增壓，達歐標準，一般采用

19、渦輪增壓中冷，達歐標準，一般采用渦輪增壓器中冷高壓共軌vgt，達歐標準，一般采用渦輪增壓器中冷高壓共軌vgtegr，或三效催化或dpf，達歐標準，一般全部用上。為此，發(fā)展內(nèi)燃機渦輪增壓器要深入研究、解決的有兩大問題：一是要有高效率、高壓比、流量范圍寬廣、可靠性好、壽命長的渦輪增壓器；二是要有能充分利用發(fā)動機排氣能量，避免進排氣干擾和與渦輪增壓器有良好配合的增壓器系統(tǒng)。為此，隨著增壓器技術(shù)的不斷提高，渦輪增壓器設(shè)計的目趨成熟，新型車用渦輪增壓器將會朝著提高增壓比，增加增壓器效率，減少零件數(shù)，拓寬流量范圍，朝著小型化的方面發(fā)展。1、加快混流渦輪的研究。隨著渦輪增壓器向高速、大容量變化，徑流渦輪的比

20、轉(zhuǎn)速已達到極限，混流渦輪卻能在徑流渦輪同樣輪徑的情況下，流通能力可增加40%左右。由于混流渦輪葉輪進口傾斜，使氣流在葉輪通道內(nèi)的拐彎損失也大大減少，使混流渦輪在高比轉(zhuǎn)速下仍能保持較高的效率，混流渦輪的效率比徑流渦輪平均要高5%-8%左右?，F(xiàn)在世界各國增壓器公司在最新車用增壓器產(chǎn)品上，已采用大容量混流渦輪和寬流量范圍的前傾后彎壓氣機來獲得高效率的增壓器性能。2、加強可變截面、可調(diào)截面噴嘴的徑流渦輪研究開發(fā)。目前，在中型載車重車用柴油機上使用旁通放氣的較多，而在輕型、高速發(fā)動機上越來越多采用可調(diào)截面噴嘴增壓器，既能滿足發(fā)動機低速大扭矩和加速性的要求，又能在發(fā)動機高轉(zhuǎn)速時，將增壓壓力控制在所需范圍內(nèi)

21、?？烧{(diào)噴嘴截面增壓器進一步與電子控制技術(shù)相結(jié)合，可實現(xiàn)全工況范圍內(nèi)發(fā)動機與增壓器的最佳匹配，滿足發(fā)動機性能的全面優(yōu)化。3、加快渦輪增壓器軸承的研究。從統(tǒng)計數(shù)字來看，渦輪增壓器出毛病的幾乎多數(shù)是軸承故障，可以這樣說，軸承的壽命就是渦輪增壓器的壽命。當前車用發(fā)動機的渦輪增壓器的使用期限一般可達10-15萬km，即約3000-5000小時，當然也有超過50萬km的。對增壓器結(jié)構(gòu)的改進提高，主要從減少效率損失和結(jié)構(gòu)可靠性方面開展工作，采用微型高速滾動軸承以減少機械效率損失是最好的方法之一。根據(jù)國外研究介紹，如以浮動軸承效率為100%計算，滾動軸承則為110%。為改善渦輪增壓器軸承的工作條件，提高增壓器

22、的可靠性，據(jù)有關(guān)資料介紹，最新浮動軸承材料采用無磨擦力碳，其磨擦系數(shù)0.001，是現(xiàn)今磨擦系數(shù)最小的二硫化鉬的120左右。近幾年小型增壓器的中間體軸承部位采用水冷結(jié)構(gòu)的設(shè)計也逐漸增多，轎車用的小增壓器幾乎全部采用水冷結(jié)構(gòu)。此外在中間體內(nèi)軸承殼體采用鋁合金制成，表面內(nèi)孔采用發(fā)動機潤滑油路的機油進行噴射冷卻，切向供給潤滑油可使浮動襯套的轉(zhuǎn)速降低約20%，即機械損失減小20%左右。這種結(jié)構(gòu)特點使發(fā)動機的緊急停車無水冷卻時軸承殼體的溫升也比較小，減少了結(jié)焦的隱患。4、減少機械損失，提高增壓器的總效率。有關(guān)增壓器公司在軸徑尺寸、密封方式及配合間隙等方面開展了大量的研究工作，得出軸徑尺寸和密封方式對增壓壓力的影響，并提出應(yīng)合理掌握渦輪葉輪及壓氣機葉輪與輪蓋的間隙，這對提高渦輪和壓氣機性能也是不可忽視的因素。5、加強陶瓷渦輪的研究開發(fā)。隨著小型渦增壓器在車用發(fā)動機上的廣泛應(yīng)用，車用發(fā)動機特別是汽油機排溫高，要求加速性能好，而陶瓷材料其重量輕、耐熱性好，且比重輕，用它來制造的渦輪能耐高溫轉(zhuǎn)動慣